技能名称: duivytools-skills
详细描述:

DuIvyTools (DIT)

重要：使用前务必查看命令帮助
DuIvyTools 持续开发中。务必先运行 dit -h 获取该命令最准确、最新的参数信息。

DuIvyTools 是一个命令行工具，用于分析和可视化 GROMACS 分子动力学模拟结果。它提供约 30 个命令，用于处理 XVG、XPM、NDX 等常见的 GROMACS 输出文件。

快速入门

安装

bash
pip install DuIvyTools

或使用清华镜像（国内更快）：
bash
pip install DuIvyTools -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

验证安装

bash
dit

获取帮助

bash
dit # 所有可用命令
dit -h # 全局参数
dit xvg_show -h # 特定命令帮助（务必先执行此操作！）

核心概念

单位与数据转换

• - GROMACS 默认单位：时间 = ps，距离 = nm，能量 = kJ/mol
• 默认不转换单位：除非用户明确要求，否则保留原始单位
• 转换时：必须同时更新数据和坐标轴标签

列与行索引

• - 列索引：从 0 开始（0 = 第一列）
• 行索引：从 0 开始（0 = 第一行）
• 原子索引（NDX）：从 1 开始（GROMACS 惯例）
• 范围：左闭右开（如 1-7 表示第 1 至第 6 列）

XPM 数据类型

• - 离散型（Discrete）：如 DSSP，每个像素代表一个离散状态
• 连续型（Continuous）：如 DCCM、FEL，每个像素代表一个连续值
• xpm_diff：仅适用于连续型，不适用于 DSSP 等离散型

命令列表

XVG 命令（数据可视化）

命令	功能说明
xvgshow	显示 XVG 数据，自动解析图例和坐标轴
xvgcompare

比较多个 XVG 文件，支持灵活的列选择 | | xvg_ave | 计算每列的平均值、标准差、标准误 | | xvgshowdistribution | 显示数据分布（直方图/PDF/CDF） | | xvgshowstack | 绘制堆积面积图 | | xvgshowscatter | 绘制 2D 或 3D 散点图 | | xvgboxcompare | 使用小提琴图和散点图比较分布 | | xvg_combine | 将多个 XVG 文件的数据合并为一个 | | xvgavebar | 计算并显示平行实验的平均值 | | xvg_rama | 根据 phi/psi 二面角绘制拉式图（Ramachandran plot） | | xvgenergycompute | 计算蛋白质-配体相互作用能 |

XPM 命令（矩阵可视化）

命令	功能说明
xpm_show	使用 4 种绘图引擎可视化 XPM 矩阵
xpm2csv

将 XPM 转换为 CSV 格式（x, y, value） | | xpm2dat | 将 XPM 转换为 M×N 矩阵格式 | | xpm_diff | 计算两个 XPM 文件的差值（仅连续型） | | xpm_merge | 将两个 XPM 文件沿对角线合并 |

NDX 命令（索引文件）

命令	功能说明
ndxadd	向 NDX 文件添加新的索引组
ndxsplit

将一个索引组切分为多个 | | ndx_show | 显示所有索引组名称 | | ndxrmdup | 删除重复的索引组 |

工具命令

命令	功能说明
mdpgen	生成 GROMACS MDP 文件模板
showstyle

显示/生成绘图样式配置文件 | | find_center | 查找原子组的几何中心 | | dccm_ascii | 将 ASCII 协方差矩阵转换为 DCCM XPM | | dssp | 将 GROMACS 2023 DSSP 格式转换为 XPM/XVG |

完整参数说明请参阅 commands-reference.md。

绘图引擎

引擎	适用场景
matplotlib（默认）	功能最全面，支持所有模式
plotly

交互式图表，适合网页展示 | | gnuplot | 高质量输出，需单独安装 | | plotext | 终端显示，快速预览 |

使用 -eg 参数指定引擎：dit xvg_show -f data.xvg -eg plotly

常用工作流

可视化 XVG 数据

bash

基本显示

dit xvg_show -f rmsd.xvg

比较多个文件

dit xvg_compare -f rmsd.xvg gyrate.xvg -c 1 1,2 -l RMSD Gyrate

计算平均值（从第 2000 行到末尾）

dit xvg_ave -f rmsd.xvg -b 2000

显示分布

dit xvgshowdistribution -f gyrate.xvg -c 1

显示 XPM 矩阵

bash

基本显示

dit xpm_show -f dccm.xpm -cmap coolwarm -zmin -1 -zmax 1

3D 模式

dit xpm_show -f fel.xpm -m 3d -x PC1 -y PC2 -z Energy

等高线图

dit xpm_show -f dccm.xpm -m contour -cmap coolwarm

交互式 plotly

dit xpm_show -f fel.xpm -eg plotly -m 3d

更多实际场景请参阅 examples.md。

参考文档

• - commands-reference.md - 完整命令参数说明
• examples.md - 实际使用场景示例

相关资源

• - GitHub: https://github.com/CharlesHahn/DuIvyTools
• 文档: https://duivytools.readthedocs.io/
• 引用: https://doi.org/10.5281/zenodo.6339993